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核変換物理実験施設用MA燃料被覆管を想定した被覆管破裂試験

Cladding tube burst experiment assumed MA fuel pin for transmutation physics experimental facility

菅原 隆徳 ; 辻本 和文

Sugawara, Takanori; Tsujimoto, Kazufumi

J-PARCで建設を計画している核変換物理実験施設(TEF-P)では、崩壊熱の高いマイナーアクチノイド(MA)含有量の高い燃料を強制冷却風で冷却しながら使用することを検討している。冷却用の空気が停止した場合、MA燃料の崩壊熱により燃料の最高温度が数百$$^{circ}$$Cに達すると評価しているが、その際のMA燃料被覆管材料の健全性を評価するデータが存在しなかった。そこで、TEF-Pでの使用条件を考慮した条件で被覆管破裂試験を行い、あわせてクリープ破断時間の評価を行うことで暫定的な制限温度の設定を目指した。被覆管破裂試験およびクリープ破断時間の評価結果から、600$$^{circ}$$C以下であれば、TEF-P用MA燃料被覆管の破損を防ぐことが可能であることを示した。以上から、TEF-P炉心の事故時における暫定的な被覆管最高温度を600$$^{circ}$$Cと設定した。

The construction of Transmutation Physics Experimental Facility (TEF-P) is planned in the J-PARC project. TEF-P is a critical assembly and it will treat minor actinide (MA) fuel in the experiment. The temperature when the air cooling for the TEF-P core would stop was estimated but there were no data to evaluate the soundness of the MA fuel pin. To set a tentative limit temperature for the TEF-P core, cladding tube burst experiment was performed. As the result, the cladding tube burst occurred at 660$$^{circ}$$C as the severest case. Through these results and the estimation of creep rupture time, the tentative limit temperature for the TEF-P core was set to 600$$^{circ}$$C.

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